Acabo de aprender sobre el amplificador, pero el término ancho de banda infinito me confunde muchísimo. Explícalo con algunos ejemplos.
Acabo de aprender sobre el amplificador, pero el término ancho de banda infinito me confunde muchísimo. Explícalo con algunos ejemplos.
Un amplificador con un ancho de banda infinito podría reproducir cualquier entrada, sin importar qué tan rápido cambie. Incluso si la entrada fuera una onda sinusoidal de 100 terahertz, o tuviera pasos de 1 V a 10 V en una fracción de femtosegundo, el amplificador podría reproducir esa señal (escalada) en la salida.
Pero esto es una idealización ... los amplificadores reales han limitado el ancho de banda, lo que significa que a medida que la señal de entrada aumenta en frecuencia, la salida no reproducirá la entrada con precisión. Además, una vez que se agrega retroalimentación, el ancho de banda del circuito amplificador depende de la ganancia del circuito completo.
Los amplificadores operacionales realmente rápidos en el mercado actual tienen un "producto de ancho de banda de ganancia" en el pedido o 1 o 2 GHz, pero los valores para este parámetro varían desde kilohertz hacia arriba. Un amplificador operacional de 10 MHz (GBW), con una ganancia de 1 (si es estable en ganancia unitaria) puede transmitir señales de hasta 10 MHz con baja atenuación. Configurado con una ganancia de realimentación de 10, un amplificador operacional de 10 MHz podría amplificar señales hasta 1 MHz, etc.
También hay un efecto llamado limitación de la velocidad de giro, separado del ancho de banda, que limita el d / dt del voltaje de salida de un amplificador operacional. Esto puede producir distorsión en las entradas con forma escalonada, especialmente para amplitudes altas, incluso cuando la limitación de ancho de banda implica que es posible una buena reproducción.
Al estudiar los amplificadores operacionales, pasas del dispositivo idealizado perfecto al negocio real menos perfecto. El amplificador operacional idealizado tiene: -
1) Ganancia infinita
2) Ancho de banda infinito
3) Rechazo infinito de modo común
4) Rieles de suministro infinitos
5) Unidad de salida de corriente infinita
6) Desplazamiento de entrada cero
7) Corrientes de polarización de entrada cero
8) Cero ruido de entrada autoinducido
La lista podría continuar.
Se supone que es más fácil aprender el amplificador operacional idealizado primero y luego progresivamente obtener una idea de cuáles son los parámetros no idealizados de un amplificador operacional. Algunos parámetros no idealizados son importantes para ciertos tipos de aplicaciones, pero apenas tienen relación con otros tipos de aplicaciones.
El "significado" de ancho de banda infinito no podría ser más simple. Considere un amplificador de voltaje lineal con una ganancia de \ $ A \ $:
\ $ v_ {out} = A v_ {in} \ $
Esto "dice" que el amplificador tiene una ganancia que es independiente de la frecuencia, es decir, la respuesta de frecuencia se extiende desde 0 hasta "infinito". Cualquier frecuencia en la entrada se amplifica en la salida con ganancia \ $ A \ $.
Mirando esto en el dominio de la frecuencia, la respuesta de impulso de este amplificador es un impulso.
Por supuesto, la ganancia de los amplificadores de voltaje real do depende de la frecuencia. Los amplificadores operacionales pueden modelarse teniendo una respuesta de frecuencia de filtro de paso bajo de primer orden:
\ $ v_ {out} = \ dfrac {A} {1 + j \ frac {\ omega} {\ omega_0}} v_ {in} \ $